En la Someraj Olimpikoj de 2020 en Tokio, Japanio kaj prokrastita al 2021 pro la COVID-19-pandemio, Milák gajnis la oran medalon en la 200-metra papilio en nova olimpika rekorda tempo de 1:51.25. Li ankaŭ gajnis la arĝentan medalon en la 100-metra papilio.
en la tempo de 49.68. Lia naĝado starigis novan eŭropan rekordon en la okazaĵo kaj movis lin supren en tutmondaj rangotabeloj al dua plej rapida naĝanto en la okazaĵo internacie ĝis nun, malantaŭ Caeleb Dressel kaj antaŭ Michael Phelps.